Forage de 300 m et appoint réseau :
l'arbitrage en Alentejo
Au sud du Portugal, une exploitation de l'Alentejo puise dans un aquifère profond : le forage descend à 300 m et l'eau se stabilise à 290 m pendant le pompage, c'est ce niveau dynamique mesuré que l'étude retient. Le besoin atteint 65 m³ par jour et la citerne existe déjà. Le réseau électrique disponible au poste doit compléter la production solaire pendant l'hiver. La profondeur et l'appoint demandé resserrent la sélection et opposent plusieurs architectures d'alimentation.
Quand la profondeur commande tout
Le besoin de 65 m³ par jour reste modéré, mais le niveau dynamique de 290 m porte la hauteur manométrique totale à 311 m, refoulement et pertes de charge compris. À cette hauteur, l'énergie nécessaire par mètre cube dépasse de plus du double celle d'un forage de 120 m et réduit fortement le nombre de solutions compatibles.
Les données d'entrée
La ville climatique de référence est Beja, au cœur de l'Alentejo. Le projet saisit le niveau dynamique de 290 m mesuré pendant le pompage dans le forage de 300 m, un refoulement de 5 m, 120 m de conduite, une citerne existante et un appoint électrique. Ce dernier paramètre intervient directement dans le choix de l'architecture.
Le récapitulatif avant calcul, avec l'appoint réseau demandé et la citerne déjà en place.
La solution retenue : un moteur à aimants permanents sous variateur
LE LAB retient une GRUNDFOS SPE 18-35, une pompe de 7,1 pouces à moteur synchrone à aimants permanents, pilotée par un variateur solaire RSI de 37 kW. Elle accepte 24 m³/h et 350 m de hauteur : à 311 m elle reste sous son plafond de hauteur, et son point de fonctionnement s'établit à 16,6 m³/h, le maximum qu'elle donne à cette hauteur. Le champ compte 44 panneaux de 630 Wc, soit 27 720 Wc, câblés en quatre chaînes parallèles de onze panneaux en série. La production moyenne s'établit à 72,0 m³ par jour.
La solution en un coup d'œil. L'amplitude saisonnière est annoncée : de 47,1 m³ par jour en décembre à 97,8 en août.
Ce que la profondeur fait au catalogue
À 311 m de hauteur, peu de solutions restent compatibles. La gamme LORENTZ PSk3 plafonne à 240 m et sort de la sélection. La PSk2 atteint ce point avec l'extrémité C-SJ30-35, donnée jusqu'à 330 m, mais réclame 48 925 Wc, près du double du champ retenu. La SP asynchrone couvre également la hauteur : la plus petite qui y parvient demande 28 840 Wc, et la SP 77-20 monte à 81 900 Wc. La gamme SPE, donnée jusqu'à 450 m, tient le point avec le plus petit champ photovoltaïque du catalogue.
| Solution | Champ photovoltaïque | Verdict de l'étude | Entrée en courant alternatif |
|---|---|---|---|
| GRUNDFOS SPE 18-35 + RSI 37 kW | 27 720 Wc · 44 × 630 Wc | retenue, production moyenne 72,0 m³/j | bornes du variateur, avec inverseur de sources |
| GRUNDFOS SP 9-79 + RSI | 28 840 Wc | couvre le besoin, avec un champ plus grand | bornes du variateur, avec inverseur de sources |
| LORENTZ PSk2-40 C-SJ30-35 | 48 925 Wc | couvre avec surproduction : 78 m³/j pour 65 demandés | convertisseur smartPSUk2 à ajouter |
| GRUNDFOS SP 77-20 + RSI | 81 900 Wc | couvre le besoin, avec un champ près de trois fois plus grand | bornes du variateur, avec inverseur de sources |
| LORENTZ PSk3 | hors de portée : la gamme s'arrête à 240 m de hauteur | ||
Le PSk2 demande 48 925 Wc contre 27 720 Wc pour le SPE, près du double du champ photovoltaïque. À 311 m, l'extrémité LORENTZ approche sa limite de gamme, donnée à 330 m, tandis que le SPE, donné à 450 m sur sa gamme et à 350 m sur ce modèle, garde davantage de marge.
Le rôle de l'appoint pendant les mois d'hiver
La production varie de 47,1 m³ par jour en décembre à 97,8 m³ en août. Janvier, février, novembre et décembre restent sous le besoin de 65 m³ par jour. Un dimensionnement sur le mois le plus défavorable demanderait un champ sensiblement plus important, utilisé à pleine capacité seulement pendant une partie de l'année. Le projet retient un champ dimensionné sur le mois moyen et le réseau complète la production pendant les périodes déficitaires.
Quatre mois passent sous la ligne du besoin ; le réseau intervient pendant ces périodes déficitaires.
Trois façons de faire entrer du courant alternatif dans une pompe solaire
Le terme « appoint » recouvre ici trois architectures distinctes. Leur mode de raccordement et leur capacité à commuter ou à combiner les sources constituent un critère technique du dossier.
La gamme hybride intégrée n'atteint pas 311 m et l'architecture à convertisseur séparé impose 48 925 Wc au lieu de 27 720. Le SPE sous variateur RSI est retenu pour son champ photovoltaïque plus réduit et son entrée alternative raccordée sans convertisseur supplémentaire. Sur un forage moins profond et sans appoint, l'étude du verger andalou conduit au contrôleur intégré.
Ce que le variateur impose autour de lui
Un moteur immergé piloté par variateur ne se câble pas comme un contrôleur intégré. Le schéma généré par l'étude porte les organes obligatoires de cette architecture : le filtre à onde sinusoïdale entre le variateur et le moteur, et le capteur de marche à sec. Sur cette gamme, le capteur de température interne du moteur est neutralisé dès lors que la pompe est alimentée par variateur, une sonde extérieure prend le relais.
Le schéma d'installation généré par l'étude, avec les organes propres à une pompe sous variateur. La pompe est posée à 292 m, deux mètres sous le niveau dynamique, dans le forage de 300 m.
La profondeur choisit la famille, l'appoint choisit l'architecture
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